鐵尾礦土壤化利用物理化學(xué)改良技術(shù)研究.pdf

1、我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅速，帶動了鐵礦采選業(yè)的快速發(fā)展。我國鐵礦資源儲量大、分布廣，但以貧鐵礦為主，占鐵礦資源總量的97％以上，致使尾礦排放量大。受鐵礦規(guī)?；眉夹g(shù)的制約，目前的鐵尾礦主要以筑壩堆存為主，據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)鐵尾礦的堆存量已超過80億噸，且呈持續(xù)上升態(tài)勢，鐵尾礦堆積不僅造成大氣污染，而且會危及地表水、地下水和土壤環(huán)境，還存在潰壩等生態(tài)風(fēng)險，已成為制約鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸。因此，鐵尾礦的規(guī)模化高值利用尤為重要。目前，盡管鐵尾礦資源

2、化利用方式很多，但利用量較低，不能有效解決鐵尾礦堆存問題。鐵尾礦的土壤化利用是實現(xiàn)規(guī)?；谩⑻岣呃寐实挠行Х绞?，但鐵尾礦土壤化利用最顯著的問題就是其理化性質(zhì)極不適宜土壤動植物的生存，故土壤化改良十分必要。物理化學(xué)改良技術(shù)具有方法簡單、易大面積推廣、改良效果好、時效性長等優(yōu)點，是目前國內(nèi)外研究的前沿和熱點領(lǐng)域。本研究以鞍山集團礦業(yè)公司大孤山尾礦庫中鐵尾礦的土壤化利用為研究對象，通過研制稻殼、生物炭、有機肥、熟土四種改良劑的配合施加，開

3、發(fā)鐵尾礦土壤化利用的物理化學(xué)改良技術(shù)，來解決鐵尾礦透氣持水性差、土壤肥力過于貧瘠、土壤pH堿性過強等技術(shù)難題，實現(xiàn)工程化應(yīng)用。研究結(jié)果如下:
　　(1)通過測定鐵尾礦理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其土壤生存環(huán)境極差。鐵尾礦呈強堿性，有機質(zhì)含量極低，堿解氮、有效磷含量均遠(yuǎn)低于植物生長標(biāo)準(zhǔn)，土壤肥力狀況極低，生物生存條件惡劣;鐵尾礦以砂粒為主，持水保肥能力差;細(xì)砂含量超過43.5％，尾礦堆積密實，透氣性差。
　　(2)四種改良劑單一改良時產(chǎn)生的

4、效果為:對于尾礦基質(zhì)的容重、孔隙度，生物炭和稻殼改良效果最好;對于有機質(zhì)含量，生物炭與有機肥改良效果最好;對于尾礦基質(zhì)的酸堿度，稻殼與有機肥改良效果最好;對于尾礦基質(zhì)的含水率，生物炭與有機肥改良效果最好;熟土對各指標(biāo)都有較好改良效果，較為均衡，但用量較多。
　　(3)利用單一改良實驗結(jié)果，制定六種復(fù)合配比進(jìn)行復(fù)合改良實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)練?、生物炭、有機肥、熟土比例為3∶1∶1∶10時改良效果最佳。該配方可以將尾礦基質(zhì)的容重值由1.57g

5、/cm3降至1.16g/cm3，總孔隙度由35.29％提升至53.04％，毛管孔隙度由28.24％提升至39.24％，非毛管孔隙度由7.05％提升至13.80％，透氣性指標(biāo)均改良至有效范圍內(nèi)，說明經(jīng)過物化改良后尾礦基質(zhì)的透氣性得到了良好的提升，滿足土壤動植物生長的基本需求;田間持水量由11.28％提升至22.60％，毛管孔隙度由16.72％提升至33.94％，飽和含水量由20.89％提升至45.87％，持水性指標(biāo)均改良至有效范圍內(nèi)，說明

6、經(jīng)過物化改良后尾礦基質(zhì)的持水性得到了良好的提升，滿足土壤動植物生長的基本需求;有機質(zhì)含量由3.15g/kg提升至13.26g/kg，由薄沙地提升至中肥力土壤標(biāo)準(zhǔn)，滿足土壤動植物生長的基本需求;pH值由8.72降至7.64，尾礦基質(zhì)酸堿度由原來的強堿性降至堿性土壤，滿足大部分土壤動植物生長的基本需求。
　　(4)在工程現(xiàn)場試驗中，改良后的尾礦理化性質(zhì)基本滿足土壤動植物生存條件，所選植物生長正常。經(jīng)過物化改良后尾礦基質(zhì)的總孔隙度維持在